室外金属文物封护材料要求与评价方法

室外金属文物封护材料要求与评价方法2评价项目水溶性封护材料大干等于6,非水溶性封护对于光泽度低于70的金属文物，光泽度变化值在-12~8之间：对于光泽度大于等于采用色度仪测定封护材料施用前后模拟金属文物样品和待保护金属文物表面同一位置的CIELAB色度，并按公式(1)计算色差：ai—封护材料干燥成膜后的红/绿分量(+a代表红色，-a3ai—封护材料施用前的红/绿分量(+a代表红色，-a代表绿色);6——封护材料干燥成膜后的蓝/黄分量(+b代表黄色，-b代表蓝色);5.2.5光泽度采用光泽度计在60°几何条件下测量封护材料施用前后模拟金属文物样品和待保护金属文物表面同一位置的光泽度，并按公式(2)计算光泽度变化值：△G—封护材料施用前后的光泽度变化值：G₁—封护材料干燥成膜后的光泽度；Go封护材料施用前的光泽度。按照GB/T6739规定的铅笔法，测定封护材料在模拟金属文物样品表面干燥成膜后的硬度。5.2.7粘附性按照GB/T9286规定的划格试验法，测定封护材料在模拟金属文物样品表面干燥成膜后的粘6有效性要求与评价方法6.1有效性要求室外金属文物封护材料的有效性评价项目应包含耐腐蚀性和耐候性，其相应的要求应符合表2。表2室外金属文物封护材料有效性要求评价项目低顿阻抗榄值|Z|大于等于10°a·cm²耐紫外暴露辐射能大于等于2200J/m²,耐湿热老化时间大于等于6h,耐盐雾老化时间大于等62有效性评价方法62.1评价顺序和判定有效性评价应按照耐腐蚀性、耐候性的顺序进行，如果某一项目不符合要求，则后续性能无需再做测试，有效性评价结果为不通过。6.22耐腐蚀性采用电化学阻抗谱测定的低频阻抗模值|Z|mm评价封护材料的耐腐蚀性。按照附录B的方法测定以模拟金属文物样品为对象的封护材料耐腐蚀性；按照附录C的方法测定以待保护金属文物为对象的封护材料耐腐蚀性。4耐候性评价应在模拟金属文物样品表面的封护材料干燥成膜后，按照耐紫外暴露辐射能、耐湿热老化时间、耐盐雾老化时间和耐冻融老化循环次数的顺序进行，如果某一项目不符合要求，则后续性能无需再做测试，耐候性评价结果为不通过。6.23.2耐紫外暴露辐射能将样品放置于装有荧光紫外灯的老化试验箱内，老化试验箱内温度保持在(40±2)℃,相对湿度保持在(50±5)%,选用波长范围为300nm~400nm的紫外线辐照计测试样品表面辐照度，当样品表面出现起泡、变色、开裂、粉化等任意一种现象时，记录时间并按照公式(3)计算紫外暴露辐H——紫外暴露辐射能，单位为焦耳每平方米(J/m²);E——模拟金属文物样品表面辐照度，单位为瓦每平方米(W/m²);t——模拟金属文物样品紫外暴露时间，单位为秒(s)。6.2.3.3耐湿热老化时间将样品垂直悬挂于温度为(47±1℃、相对湿度为(93±5)%的恒温恒湿箱中，当样品表面出现生锈、起泡、变色、开裂、粉化等任意一种现象时，记录时间。6.2.3.4耐盐雾老化时间按照GB/T10125规定的中性盐雾试验法进行耐盐雾老化试验，当样品表面出现生锈、起泡、变色、开裂、粉化等任意一种现象时，记录时间。6.23.5耐冻融老化循环次数将样品置于水温为(23±2)℃的恒温水槽中，浸泡18h;取出样品，放入(-20±2)℃的低温箱中，冷冻3h;取出样品，立即放人(50±2)℃的恒温箱中，热烘3h,取出样品，如此为一次冻融老化循环试验。记录样品表面出现生锈、起泡、变色、开裂、粉化等任意一种现象时的冻融循环次数。7检测报告7.1封护材料检测报告应包括但不限于以下内容：a)报告封面：包括报告标题、报告编号、材料名称、检测单位、检测时间等；b)首页：记录材料名称、规格等信息，描述待保护的金属文物的材质和表面状态，列出各检测项目采用的仪器、检测依据等，给出检测结论；c)正文：针对模拟金属文物样品和待保护金属文物，分别列出各检测项目对应的检测依据、指标要求、检测结果、分项结论等；d)照片页：包含各项指标试验前后对比的照片。7.2封护材料检测报告样式见附录D。5模拟金属文物样品制备方法A.1待保护金属文物信息获取采用查阅文物档案资料、成分分析和金相显微分析等方法确定待保护金属文物材质信息。应优先考虑无损或微损的检测方法，如需取样分析，应在不影响文物外观的隐蔽处取样。A.1.2表面粗糙度采用粗糙度仪测定待保护金属文物样品表面平均粗糙度。A2模拟金属文物样品制备模拟金属文物样品制备步骤如下：a)选材：根据待保护金属文物材质信息，结合表A.1、表A.2、表A.3选择与待保护金属文物金相组织相同、化学成分相近的材料作为模拟金属文物样品。表A.1模拟铁质文物样品材质要求化学成分(质量分数)C白口铸铁由珠光体及渗碳体组成由珠光体及铁素体组成表A.2模拟青铜文物样品材质要求化学成分(质量分数)6化学成分(质量分数)α相、游离铅表A.3模拟黄铜文物样品材质要求化学成分(质量分数)α黄铜β黄铜b)表面处理：每个评价项目应设置不少于3组平行样，通过喷砂、砂纸打磨等方法处理样品表面，采用粗糙度仪测定表面平均粗糙度。模拟金属文物样品与待保护金属文物表面平均粗糙度差值应小于20μm。7模拟金属文物样品表面封护材料耐腐蚀性测试方法B.1.1丙酮：分析纯。B.1.2无水乙醇：分析纯。B.1.3氯化钠：分析纯。B.1.4硫酸钠：分析纯。B.1.5碳酸氢钠：分析纯。B2.1塑料圆管：材质宜为聚氯乙烯、有机玻璃、聚丙烯等硬质材料，直径宜小于模拟金属文物样品宽度20mm以上，推荐直径为30mm~50mm.B2.2密封材料：宜对水蒸气、水的通过有高的阻断作用，对任何带涂层的试样和塑料圆管粘附性好，绝缘且易于操作。B.3.1电化学工作站：电位控制精度不大于1mV.B.3.2耐腐蚀性测试装置：由工作电极、参比电极、辅助电极、密封材料、塑料圆管和腐蚀介质组成，装置按照图B₁组装，其中工作电极为封护材料施用后的模拟金属文物样品，参比电极宜选用带有鲁金毛细管盐桥的饱和甘汞电极或氧化银电极，辅助电极宜选用铂电极或其他惰性材料。B.4测试步骤耐腐蚀性测试应按下列步骤进行：a)试样清洗：将模拟金属文物样品使用蒸馏水或去离子水冲洗后立即用滤纸擦净，用丙酮除油后放入无水乙醇中浸泡5min~6min,取出后存放于干燥器内；b)封护材料施用：根据封护材料特性，按wW/T0041的操作要求选择刷涂、搓涂、喷涂等方法在模拟金属文物样品表面施用封护材料；c)腐蚀介质配制：配制成分为0.028mol/L.氧化钠、0.01mol/L硫酸钠与0.016mol/L碳酸氢钠的混合水溶液：d)装配耐腐蚀性测试装置：如图B1所示，待所施用封护材料在模拟金属文物样品表面干燥成膜后，将施用封护材料的模拟金属文物样品表面与塑料图管一端用密封材料连接并密封。密封材料干燥固化后，向塑料圆管中倒入腐蚀介质(以液面高于工作电极5cm为宜),插入并固定参比电极和辅助电极，使参比电极的鲁金毛细管前端与工作电极的距离约为毛细管前端直径的两倍；e)电化学阻抗谱测量：打开电化学工作站，预热30min,待开路电位稳定后(开路电位波动值小于3mV/min),进行交流阻抗谱测试，测量的频率范围为10³Hz~10Hz,测量信号为B.5测试结果分析取频率为0.01Hz对应的阻抗模值|Zlt用于评价封护材料的耐腐蚀性。C5测试步骤应按下列步骤原位采集金属文物表面局部区域电化学阻抗谱：a)封护材料施用：根据封护材料特性，按WW/T0041的操作要求选择刷涂、搓涂、喷涂等方法在C4选择确定的金属文物局部区域施用封护材料；b)腐蚀介质配制：同B.4c);c)测试装置装配：如图C1所示，待所施用封护材料在金属文物表面干燥成膜后，将琼脂粉与腐蚀介质按质量比1:20混合，加热并搅拌均匀后装人塑料模具，插人并固定参比电极和辅助电极，将凝胶电解质与施用封护材料后的金属文物局部区域接触：d)电化学阻抗谱测量：同B₄e);e)文物表面清理：拆除测试装置，去除金属文物表面残余凝胶电解质及水渍。C.6测试结果分析取频率为0.01Hz对应的阻抗模值|Z|mtm用于评价封护材料的耐腐蚀性。室外金属文物封护材料检测报告报告编号：日期图D.2室外金属文物封护材料检测报告首页样式报告编号：共页，第页检测项目检测项目图D3室外金属文物封护材料检测报告正文样式图D.4室外金属文物封护材料检测报告照片页样式wW/T0129—2025[3]GB/T2523冷轧金属薄板和薄带表面粗糙度、峰值数和波纹度测量方法[2]GB/T14522机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候老化试验方法荧光紫外灯[5]JG/T25建筑涂料涂层耐温变性试验方法[6]ASTMD3134-15StandardPracti[7]ASTMSTP866—1985LaboratoryCorrosion[8]CanoE,CrespoA,LafuenteD,etal.Anovelgelpolymerclecplicationofcor